ما هي شبكة خدمات الاتصالات الهاتفية

تطلب التبادل الهاتفي تاريخياً استخدام هواتف الخطوط الثابتة التقليدية والأجهزة المحمولة التي تحتوي على مكبرات الصوت أي أجهزة الإرسال، وكذلك أجهزة الاستقبال المتصلة بشبكات التبادل المحلية عبر الأسلاك المادية، وتحدث الاتصالات الهاتفية بشكل متزايد باستخدام الحوسبة الحديثة والتكنولوجيا الخلوية ممّا يؤدي إلى طمس الخط الفاصل بين مجالات الاتصالات الهاتفية والاتصالات السلكية واللاسلكية، كما يتم توسيع تعريف المهاتفة ونطاقها وفقًا لذلك.

ما هي الاتصالات الهاتفية

الاتصالات الهاتفية: هي تقنية مرتبطة بالاتصال التفاعلي بين طرفين أو أكثر من الأطراف البعيدة جسدياً عبر الإرسال الإلكتروني للكلام أو البيانات الأخرى، حيث ترتبط الاتصالات الهاتفية منذ فترة طويلة بالاتصالات الصوتية، وقد تطورت لتشمل أيضاً الرسائل النصية ومكالمات الفيديو ومؤتمرات الفيديو والبريد الصوتي وتسجيل المكالمات وإرسال الفاكسات.

أساسيات شبكة خدمات الاتصالات الهاتفية

تتيح المهاتفة عبر الإنترنت للمستخدمين إجراء مكالمات عبر شبكات بروتوكول الإنترنت (IP) بتكلفة أقل بكثير من تكلفة شبكة الهاتف العامة التقليدية (PSTN)، حيث تتصرف تطبيقات الكمبيوتر التي تسمى الهواتف الذكية مثل الهواتف القديمة ولكن دون الحاجة إلى أجهزة قائمة بذاتها، كما يمكن أن توجد برامج الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت على مجموعة متنوعة من مضيفي الحوسبة، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر الشخصية وهواتف المكتب الذكية والهواتف المحمولة الذكية والأجهزة اللوحية.

كما تقوم أنظمة الهاتف التقليدية بتحويل الموجات الصوتية في أحد طرفي المكالمة إلى إشارات كهربائية تنتقل إلى وجهتها عبر الأسلاك والكابلات الخاصة بـ (PSTN)، أي شبكة الهاتف بتبديل الدارات التي تتقاطع مع الكرة الأرضية، كما يقوم هاتف المستلم بعد ذلك بتحويل الإرسال مرة أخرى إلى إشارات صوتية ممّا يتيح إجراء محادثة في الوقت الفعلي.

تُعرف أيضاً باسم خدمة الهاتف القديمة البسيطة (POTS) ويتم تشغيل (PTSN) بواسطة شركات النقل الدولية والوطنية والإقليمية والمحلية، حيث تميزت بنيتها التحتية الأساسية في الأصل بخطوط نحاسية ولكنها تشمل الآن كابلات الألياف الضوئية والتكنولوجيا الخلوية وأنظمة الأقمار الصناعية، أمّا عمل الهاتف المحمول فإنّه باستخدام التكنولوجيا الخلوية، بحيث يقوم الهاتف المحمول بتحويل الصوت إلى إشارات كهربائية يبثها عبر موجات الراديو إلى برج خلوي محلي.

تستخدم الشبكة الخلوية إشارات الراديو لإعادة توجيه هذه المعلومات إلى هاتف المستلم والذي بدوره يحول الإشارات مرة أخرى إلى صوت، كما يقوم برنامج المهاتفة عبر الإنترنت بتحويل الموجات الصوتية إلى بيانات تنتقل عبر شبكات الكمبيوتر بتبديل الحزم، ممّا يتيح إجراء المكالمات الصوتية عبر الإنترنت وبشكل مستقل عن أنظمة (PSTN) والأنظمة الخلوية.

ونقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت (VoIP)، وهو بروتوكول من الطبقة الثالثة ومجموعة فرعية من المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت يقدم خدمات الصوت وخدمات الاتصالات الأخرى، مثل مؤتمرات الفيديو والرسائل النصية عبر شبكات النطاق العريض وشبكات (IP) الخاصة، وتشبه تقنية الفاكس القديم تقنية المهاتفة الصوتية التقليدية.

وذلك بدلاً من استخدام الموجات الصوتية كآلية لتحويل البيانات يقوم مستشعر جهاز الفاكس بترميز مستند مطبوع والذي يفسر على أنّه صورة نقطية ثنائية الأبعاد وثابتة، ثم تقوم الآلة بعد ذلك بتحويل ذلك الرسم إلى إشارات إلكترونية، حيث تجتاز هذه الإشارات شبكة الهاتف وتصل إلى آلة الفاكس المستقبلة والتي تعيد تحويل الإشارات وفك تشفيرها وإعادة تجميعها وطباعتها لتعكس المستند الأصلي.

يعمل فاكس (IP) والمعروف أيضاً باسم الفاكس عبر (IP) أي (FoIP) أو الفاكس الافتراضي مثل الفاكس التقليدي ولكن عبر الإنترنت، حيث يقوم البرنامج بترميز مستند ممسوح ضوئيًا وتحويله إلى بيانات يمكنها الانتقال عبر شبكات (IP) المحلية أو الواسعة قبل فك تشفيرها وإعادة تحويلها على الطرف المستلم.

• “PSTN” هي اختصار لـ “Public Switched Telephone Network”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

• “FoIP” هي اختصار لـ “Fax over Internet Protocol”.

• “VoIP” هي اختصار لـ “Voice over Internet Protocol”.

• “POTS” هي اختصار لـ “Plain Old Telephone Service”.

تطور شبكة خدمات الاتصالات الهاتفية

جاءت أقدم الهواتف في أزواج، حيث كان كل خط يربط مباشرة بين موقعين فقط لذلك من الناحية العملية يحتاج المستخدمون إلى جهاز سلكي منفصل لكل جهة اتصال يرغبون في الاتصال بها، وسرعان ما أتاح اختراع المقسم الهاتفي للمستخدمين التواصل مع أي طرف محلي آخر سلكي للخدمة، بمساعدة مشغل لوحة التبديل وكما تربط الخطوط الرئيسية بدالات الهاتف الفردية، ممّا يتيح إجراء المكالمات عبر مسافات متزايدة الأهمية.

بدأت شركة (AT&T) في التخطيط لخط هاتفي عبر البلاد في عام 1908م ووضع في النهاية (3400 ميل) من الأسلاك النحاسية من الساحل إلى الساحل حيث استخدم المهندسون ملفات تحميل مبتكرة وأنابيب مفرغة لتضخيم الإشارات الكهربائية وهي تشق طريقها في جميع أنحاء البلاد، وبعد تسعة وثلاثين عاماً من تسجيل براءة اختراعه، افتتح بيل خدمة الهاتف عبر القارات بمكالمة احتفالية من نيويورك إلى سان فرانسيسكو، كما تشمل المعالم الرئيسية الأخرى في تاريخ الاتصالات الهاتفية ما يلي:

• تم اختراع أول مفتاح هاتف أوتوماتيكي.

• تم إطلاق أول نظام كابل هاتف عبر المحيط الأطلسي بين أوروبا وأمريكا الشمالية.

• نشرت (AT&T) أول مفتاح هاتف إلكتروني بالكامل ممّا أتاح ميزات متقدمة مثل انتظار المكالمات.

• شبكة وكالة مشاريع البحث المتقدم (ARPANET)، وهي سلف تجريبي للإنترنت وأتت ثمارها مع الربط الناجح لأربعة أجهزة كمبيوتر جامعية.

• طرحت موتورولا أول هاتف نقال متوفر تجارياً، ويزن (DynaTAC) الملقب بـ “The Brick” رطلين واستغرق شحنه (10 ساعات) وبيعه مقابل (3995 دولاراً) لكل منهما.

• أصبحت الهواتف الذكية متاحة للجمهور مع إطلاق (Simon Personal Communicator) من شركة (IBM).

• أصدرت (VocalTec) هاتف الإنترنت الذي يعتبر أول خدمة (VoIP) متاحة تجارياً.

• أطلقت سكايب خدمة نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت (VoIP) الثورية وأضافت فيما بعد وظائف الفيديو.

ملاحظة:“AT&T” هي اختصار لـ “American Telephone and Telegraph”.

أنواع أنظمة شبكة خدمات الاتصالات الهاتفية

1- نظام PBX القديم بتبديل الدارات

في أنظمة الهاتف التقليدية تعمل صناديق تبادل الفروع الخاصة (PBX) المحلية كمراكز تبديل داخلية، حيث تقوم بربط المكالمات بين الأجهزة الداخلية مباشرةً وتوجيه المكالمات الخارجية من وإلى (PSTN)، عبر خطوط رئيسية مخصصة وأدار المشغلون البشريون أنظمة (PBX) الأقدم ولكن تم استبدالهم في النهاية بالحاضرين الآليين الحديثين.

في حين أنّ أنظمة (PBX) القديمة باهظة الثمن ومعقدة كانت تاريخياً أكثر جاذبية في المناطق ذات الاتصال الشبكي غير الموثوق به أو الطاقة الكهربائية، وتستمر بعض خطوط الهاتف ذات الأسلاك الصلبة في العمل حتى في حالة انقطاع التيار الكهربائي.

• “PBX” هي اختصار لـ “Private Branch eXchange”.

2- نظام VoIP PBX

على غرار نظام (PBX) التقليدي يقوم (VoIP) أو (IP PBX) بشكل أساسي بإنشاء شبكة هاتف خاصة داخل الشركة، ولكنّه يفعل ذلك عبر الإنترنت أو شبكة المنطقة المحلية الخاصة (LAN) بدلاً من الدوائر الصوتية المخصصة.

نظراً لأنّها لا تتطلب شبكة سلكية منفصلة ولا تعتمد على (PSTN) مع رسومها لمسافات طويلة، فإنّ الاتصال الهاتفي عبر الإنترنت أقل تكلفة بكثير من أنظمة (PBX) القديمة، كما يوفر مزيداً من المرونة الجغرافية للمستخدمين، حيث يمكنهم الوصول إلى تطبيقات الهاتف الرقمي عبر أجهزتهم بدلاً من البقاء مقيدين بالهواتف المكتبية.

• “LAN” هي اختصار لـ “Local Area Network”.

3- نظام الهجين PBX

تنشر بعض المؤسسات نموذج (PBX) الهجين الذي يستخدم تقنية الاتصال الهاتفي عبر بروتوكول الإنترنت القديمة وسواء للتكرار أو التوفير في التكاليف أو لتمكين الترحيل المرحلي إلى (VoIP)، وتستخدم هذه البيئات بوابات لتوصيل وظائف (VoIP) و(PSTN).